Применение первого закона термодинамики к изопроцессам

Цель урока: изучить практическое применение первого закона термодинамики к газовым процессам.

• показать переход от общих знаний первого закона термодинамики к конкретным газовым законам;
• рассмотреть применение полученных знаний, при решении конкретных задач;
• показать необходимость переноса знаний математики на другие предметы, в частности физику;

• развивать умения сравнивать, анализировать, обобщать, делать вывод;
• развивать умения осуществлять перенос знаний и умений в новой нестандартной ситуации;

• повысить интерес к физике, как к науке, объясняющей огромное количество окружающих явлений и объединяющей в себе знания множества других наук;
• формировать коммуникативные и деловые качества при работе в малых группах.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска.

2. Фронтальный опрос и изучение нового материала. (Cлайд 3)

Подготовка учащихся к изучению новой темы, путем повторения предыдущей.

• Какие изопроцессы вы знаете?
• Какие макропараметры могут быть неизменными?
• Определите соответствие между названием изопроцесса и соответствующим законом

Интерактивное задание. (Cлайд 4)

• Определите соответствие между названием изопроцесса и соответствующим графиком

Изотермический процесс
Изобарный процесс
Изохорный процесс

Интерактивное задание. (Cлайд 5)

Давайте всё о чем мы сейчас говорили, оформим в виде таблицы, повторяя всё ещё раз для каждого процесса. (Cлайд 6)

Познакомимся с ещё одним процессом, о котором раньше не говорили. (Cлайд 7)

Адиабатный процесс. Процесс, совершаемый без теплообмена с окружающей средой Q = 0.

Формулировка: Изменение внутренней энергии газа происходит путём совершения работы. Давайте запишем необходимое в нужные клетки нашей таблицы и посмотрим иллюстрацию к данному закону. (Cлайд 8–9)

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/6cd0134b-bfec-4dcd-88bb-
88c63280df06/%5BPH10_06-014%5D_%5BIM_35%5D.swf

• Вопрос классу: Сформулируйте первый закон термодинамики? (Слайд 10)

(Ответ: Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую. Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики).

• Что он показывает? (Слайд 11)

(Ответ: от каких величин зависит изменение внутренней энергии)

• Какую математическую запись имеет 1 закон термодинамики? (Слайд 12)

(Ответ: U = А+Q, если рассматривать работу над внешними телами (работу газа), то запись будет

Q = U + А¹

Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами)

Теперь заполним последние строки нашей таблицы. Запишем для каждого изопроцесса 1-й закон термодинамики. Эти формулы можно не запоминать, а всегда вывести из первого закона термодинамики, если вы понимаете смысл. (Слайд 13)

Мы с вами заполнили таблицу, которая содержит краткую информацию о каждом процессе, описание, формулы и формулировки. Теперь посмотрим как полученные знания будут работать на конкретных примерах, но вначале …

Физкультминутка. (Слайд 14)

Мы писали, мы решали
И немножечко устали.
Покрутились, повертелись
Наклонились и уселись.
И опять писать готовы
И решать и вычислять.

1) Как изменяется внутренняя энергия тела при его охлаждении? (Слайд 15)

(Ответ: U уменьшается)

2) Газ в сосуде сжали, совершив работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличивается на 25 Дж. Что произошло с газом? (Слайд 16)

(Ответ: газ отдал окружающей среде Q = 5 Дж)

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3, т.к. показано на графике. Чему равна работа, совершенная газом? (Слайд 17)

(Ответ: 2P₀ V₀)

3. Закрепление новой темы.

Тест из интернета в режиме реального времени. (Слайд 18)

Ccылка

4. Самостоятельное решение задачи. (Cлайд 19)

Задача (трёхуровневая: А – 3 балла; Б – 4 балла; В – 5 баллов)

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при Т=323 К, занимающий объём V₁= 190 см ³. Масса поршня М=120 кг, его площадь S=50 см ² . Атмосферное давление р₀ = 100 кПа. Газ нагревается на D T=100 К.

А. Определите давление газа под поршнем.

Б. На сколько изменится объём, занимаемый газом, после нагревания?

В. Найдите работу газа при расширении.

(Cлайд 20–23)

Подведение итогов решения задачи и работы на уроке. (Слайд 24)

Выставление оценок:

5. Домашнее задание. (Cлайд 25)

• § 81 учебника.
• Упражнение 15 (8, 9).
• Выучить таблицу.

6. Рефлексия. Каждому ученику раздаётся смайлик и на нём рисуется нужная улыбка. По количеству улыбок можно ответить на вопрос: Удался ли данный урок?

1. Мякишев Г.Я., Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика-10: Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2005.
2. Небукин Н.Н. Сборник уровневых задач по физике. М.: Просвещение, 2006.
3. ЕГЭ 2008. Физика. Федеральный банк экзаменнацилнных материалов. Сост. Демидова М.Ю., Нурминский И.Н. – М.: Эксмо, 2008.

Цифровые образовательные ресурсы (Cлайд 27)